遗传学实验参考讲课教案

遗传学实验参考实验一有丝分裂( 洋葱根尖有丝分裂染色体标本制备及观察)〖实验原理〗：有丝分裂是细胞均等增殖的过程, 是体细胞分裂的主要方式.在有丝分裂过程中.细胞内每条染色体都能复制一份, 然后分配到子细胞中,因此两个子细胞与母细胞所含的染色体在数目,形态和性质上均是相同的，在各种生长旺盛的植物组织中均存在着有丝分裂。

分生组织→固定→解离→染色→压片→观察（间期、前期、中期、后期、末期）材料洋葱或大蒜、凤眼莲或其它种子根尖方法：(1)取材:清水培养根、当根长约2厘米时,从顶端剪取0.5—1厘米长的一段,2、预处理：药物处理（秋水仙素0.1%）12-24H或冷冻处理（冰箱）(2)固定:使用卡诺氏固定液(甲醇:冰醋酸=3:1)。

一般在室温下,材料固定1～24小时（40分钟）,如果材料比较大可以适当延长时间。

固定完毕后将根尖取出,再用吸水纸将液体吸干。

如暂时不用，可将根尖放入酒精中,在4℃冰箱中保存待用,保存时间不能超过两个月。

(3)解离:无论酸解还是酶解都可以很好的软化细胞壁,使细胞分散开。

酸解比较经济,效果也很好。

将根尖取出用1mol/L的盐酸解离,在60℃水浴恒温处理4分钟左右。

时间要掌握好,如果时间过长,则易使分生区和伸长区脱节,既不利于操作又会影响染色:过短则解离不足,压片时细胞不易分散,互相重叠,不易观察。

(4)染色:在各种碱性染料中,卡宝品红(石炭酸品红)和苏木精等染色剂、0.2％龙胆紫溶液在此实验中的效果都比较好。

用镊子将大蒜根尖取出来,在清水中漂洗后放在载玻片上,用镊子将根尖前端乌白色的根冠去掉,用镊子尖把根尖弄碎,用卡宝品红染色,这样可以使大多数细胞都充分的染色,3～5分钟后,盖上盖玻片,用拇指压盖玻片,使细胞分散开来,用吸水纸吸干多余的液体,即可观察。

(5)观察:用低倍镜在生长点附近可观察到已被染成淡紫色的、单层、排列紧密的呈正方形的细胞。

换上高倍镜进行观察，即可找到处于细胞分裂间期和有丝分裂前期、中期、后期、末期的细胞，可清晰地辨认出有丝分裂各时期染色体行为的变化植物多倍体诱发实验多倍体普遍存在于植物界，目前已知道被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体，除了自然界存在的多倍体物种之外，又可采用分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。

在诱发多倍体方法中，以应用化学药剂更为有效。

如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等，都可诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。

其中，秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。

秋水仙素具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。

它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。

若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。

多倍体已成功地应用于植物育种，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、穗长、抗病性强等。

三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。

二、实验目的1．了解人工诱导多倍体的原理，初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法2．了解植物多倍体细胞染色体加倍的特点实验器具和药品；洋葱鳞茎和其它种子。

0.2％秋水仙素溶液，1mol／L HCl溶液、改良苯酚品红溶液等。

实验步骤1．待新长出的不定根长约1.5－2mm左右时，移到盛有秋水仙素溶液的培养皿中，直到根尖膨大为止（或冰箱冷冻处理）。

再恢复生长24小时，诱导后细胞为多倍体细胞。

2．取下已膨大的根尖或幼芽，水洗后进行常规制片（固定，保存，水洗，酸解，水洗，染色，压片等过程），染色时滴上一、二滴改良苯酚品红染液，10－15分钟以后压片。

3．观察多倍体细胞染色体的形态并统计其染色体数目。

观察与鉴定处理后的植株和未处理植株在外部形态上和结构上，是有区别的。

常采用的方法是观察和比较两者气孔的大小。

将叶面表皮撕下在显微镜下观察，多倍体叶面气孔比二倍体大很多，从外部形态上加倍后生长的植株比二倍体高大，叶片肥厚。

在形态观察的基础上，可进一步进行镜检观察染色体数目的变化。

六注意事项：1. 秋水仙素处理时间应根据供试材料的细胞周期而定，当处理时间介于供试材料细胞周期的一倍到两倍之间时，可观察到细胞由二倍体变为四倍体，当处理时间多于供试材料细胞周期的两倍以上时，供试材料的细胞可从四倍体变为八倍体，因此，在培养多倍体细胞时，应注意用秋水仙素的处理时间；此外，秋水仙素的浓度对处理效果也有影响，应注意掌握。

2. 多倍体细胞中染色体的形态有两种，一种为一条染色体含有一条单体，另一种为一条染色体含有两条单体，应注意观察，并思考其形成原因。

3. 秋水仙素为剧毒药品，实验中应注意不要将药品沾到皮肤上，眼睛中。

如果沾到皮肤上，应用大量自来水冲洗。

附：0.2－0.4%秋水仙素的配制：取秋水仙素1克（先用少许95%酒精助溶），溶于250－500亳升蒸馏水中，配成0.2－0.4%秋水仙素溶液。

亦可制成较高浓度的母液，放入棕色玻璃瓶内，用时再稀释到所需的浓度。

五、实验说明本实验采用种子浸渍法。

处理种子时，可先在一定浓度秋水仙素中浸种24小时左右，在铺有滤纸的器皿上浸渍种子，再注入0.1％—0.025％浓度的秋水仙素溶液，为避免蒸发宜加盖并置于暗处，放入20℃培养箱中，保持适宜的发芽温度，干燥种子处理的天数应比浸种多1天左右。

一般发芽种子处理数小时至三天，或多至十天左右。

对于种皮厚发芽慢的种子，应先催芽后再行处理。

已发芽的种子宜用较低的浓度处理较短的时间，秋水仙素能阻碍根系的发育，因而最好能在发根以前处理完毕。

处理后用清水冲洗，移栽于盆钵或田间。

染色体加倍后必须进行鉴别。

同源多倍体主要是根据形态特性来判断，如叶色、叶形及气孔和花粉粒的大小。

最为可靠的方法，是待收获大粒种子后，再将这些大粒种子萌发，制片根尖压片，然后检查细胞内的染色体数目，只有染色体数目加倍了，才能证明植株已诱变成多倍体。

六、实验步骤（一）把玉米2n=20（或大麦2n=18、水稻2n=24）种子浸在0.1％秋水仙素溶液24小时。

（二）用自来水冲洗2—3次。

（三）将萌发种子移到盛有0.025％秋水仙素溶液润湿了吸水纸的培养皿里。

（四）置入20℃培养箱，培养发芽。

（五）48小时后取出幼苗。

（六）用自来水缓缓冲洗幼苗。

（七）把处理后的幼苗栽种在大田或盆钵内。

（八）同期播种未经处理的玉米种子作为对照。

（九）田间给以良好管理。

七、实验结果鉴定多倍体植物1.制作四倍体玉米、二倍体玉米根尖细胞压片，检查染色体数目。

2.观察四倍体玉米、二倍体玉米表皮细胞气孔的大小。

（1）在四倍体玉米叶的背面中部划一切口，用尖头镊子夹住切口部分，撕下一薄层下表皮，放在载玻片的水滴里，铺平，盖上盖玻片，制成表皮装片。

（2）按上述同样方法制作一张二倍体玉米的表皮装片，作为对照。

（3）镜检比较四倍体与二倍体气孔和保卫细胞的大小，用测微尺测量记载其大小。

3.观察比较花粉粒的大小（1）从四倍体、二倍体玉米植株上分别采集花粉。

（2）将采集到的花粉分别浸入45％冰醋酸。

（3）用滴管分别各取一滴花粉粒悬浮液，移到载玻片上。

（4）滴上碘化钾溶液，盖上盖玻片，制成花粉粒制片。

（5）镜检四倍体及二倍体玉米花粉粒大小。

（6）用测微尺测定并记载其大小。

在植物中多倍体的植株比正常二倍体植株茎粗、叶大、花大、果大、矮生，成熟迟，气孔大、气孔密度小、花粉粒大、叶片肥厚实验二减数分裂一、实验原理：减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，仅在配子形成过程中发生。

这一过程的特点是：连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个核，每个核只含单倍数的染色体，即染色体数减少一半，所以称作减数分裂。

另外一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体的配对、交换与分离等。

二、实验目的：1.了解动、植物的生殖细胞的形成过程。

2.掌握制片方法。

三、实验材料蚕豆（Viciafaba）花蕾蝗虫精巢四、实验器具和药品1.用具：镊子，解剖针，载玻片，盖玻片，大培养皿，立式染缸，酒精灯，量筒，吸水纸，显微镜。

2.药品：无水乙醇，冰醋酸，洋红（carmine），甘油，松香石蜡。

Carnoy固定液：无水乙醇3份，冰醋酸1份。

醋酸洋红：45％醋酸100毫升，加洋红1克，煮沸（沸腾时间不超过30秒），冷却后过滤即成。

也可以再加1—2％铁明矾水溶液5—10滴，色更暗红。

封蜡：用等量的松香（balsam）和52℃石蜡加热混合而成，所以又称松香石蜡。

五、实验说明在植物花粉形成过程中，花药内的一些细胞分化成小孢子母细胞（2n），每个小孢子母细胞进行二次连续的细胞分裂（第一次减数分裂和第二次减数分裂）。

每一小孢子母细胞产生四个子细胞，每个子细胞就是一个小孢子。

小孢子内的染色体数目是体细胞的一半（图1-1）。

在动物的有性生殖过程中，也有一个由双倍体到单倍体的减数过程。

动物的精巢分化出精母细胞，精母细胞减数分裂，形成单倍染色体的精子。

在适当的时机采集植物的花蕾或动物的精巢，经固定、染色压片后，就可以在显微镜下观察到细胞的减数分裂。

整个减数分裂可分为下列各个时期。

下面图1-2至图1-9是以雄性雏蝗（Chorthippusbrunmeus）的减数分裂各个时期的照片。

第一次减数分裂前期Ⅰ细线期：第一次分裂开始，染色质浓缩为几条细而长的细线。

每一染色体已复制为二个单体，但在显微镜下还看不出染色体的双重性。

偶线期：染色体形态与细线期没有多大变化，同源染色体开始配对。

粗线期：同源染色体配对完毕，这种配对的染色体叫双价体，每个双价体含有四个染色单体，但仅有两个着丝粒。

染色体继续短粗。

双线期：配对的同源染色体开始分开。

由于染色单体间起过交换，同源染色体有交叉现象。

染色体螺旋化程度加深。

浓缩期：又叫终变期，交叉向染色体端部移动，交叉数减少，染色体变得更短粗。

浓缩期末核膜消失。

中期Ⅰ各个双价体排列在赤道上，纺锤体形成，两个同源染色体上的着丝粒逐渐远离。

双价体开始分离。

染色体数仍为2n，但每一染色体含有两个染色单体。

后期Ⅰ两条同源染色体分开，分别移向两极。

每一染色体有一着丝粒，带着两个染色单体。

每一极得到n条染色体。

染色体数已减半。

末期Ⅰ染色体解旋，又呈丝状，核膜形成，胞质分裂，成为二个子细胞。

间期在第二次分裂开始以前，两个子细胞进入间期。

但有的植物如延龄草（Trillium）和大多数动物不经过末期和间期，直接进入第二次减数分裂的晚前期。

第二次减数分裂前期Ⅱ染色体缩短变粗，染色体开始清晰起来。

每个染色体含有一个着丝粒和纵向排列的两条染色单体。